글쓴이 : SOONDORI
유럽 시장에서 가져온 아이들러 타입 턴테이블의 전원 주파수는 50hz. 국내 AC 전원의 주파수는 60hz. 그래서 흔히 모터 구동 축 어댑터를 분리하고 직경을 줄여 속도를 보정하는데, 금속 가공은 그 자체가 부담스럽다. 자칫 실수하면 낭패.
그러므로 “물리적으로 깎아낸다” 보다 뭘 붙여서 현실을 다르게 만드는 것이 안전하다. 그런 취지에서, 220V/60hz를 110V/50hz로 변환하는 <빈티지 턴테이블용 교류전원 주파수 변환기>를 생각해보았다.
* 관련 글 : http://audiopub.co.kr/user-talks/?uid=440&mod=document&pageid=1
■ 기본 변환 방법
논리는 매우 간명함. 60hz AC → **V DC → 50hz AC.
(▲ SMPS 노이즈 유입을 생각하면 무조건! 강압 트랜스포머 + 브릿지 다이오드 + 평활콘덴서 + 정전압 IC = 단순한 리니어 전원으로)
■ 어떻게 AC 50hz를 만들 것인가?
○ 단안정 바이브레이터(Mono Stable Vibrator) 사용
가장 직관적인 방법. 정전압 DC 전원의 미세 유동이나 생성 펄스의 불완전성, 온도 상승에 의한 주파수 드리프트(Drift) 등을 허용할 수 있다면(*), 그러니까 가볍게 만들어서 쓰겠다면 도전할 만한 회로.
* 각종 스펙서의 수치도 그렇고… 사실, 나이 든 빈티지 아이들러 턴테이블이 DD 턴테이블처럼 정확한 속도로 운동하리라고 기대하는 것은 좀…
* 관련 글 : 오디오 AC 전원과 주파수, 50hz 대 60hz
○ 명가의 보검, NE555 IC 사용
위 단안정 바이브레이터를 이 세상에서 가장 유명한 IC로 대체한 방법. 역시 파형 문제나 주파수 흔들림을 방지할 방법은 없음.
(출처 및 글 열람 : https://danyk.cz/menic230_en.html)
참고로, 알리익스프레스의 몇천 원짜리 DIY용 모듈도 있다. 기본은 위 회로와 같다.
○ 크리스털 발진기 사용
크리스털 발진 소자는 나름 정확하다. Khz, Mhz 제품이 널려 있지만, 원하는 50hz짜리 크리스털 소자가 없다는 게 문제.
(▲ 크리스털 소자를 이용하는 Colpitts 발진기 예시. 출처 및 추가 정보 열람 : https://www.nutsvolts.com/magazine/article/seven-common-ways-to-generate-a-sine-wave)
○ VCO, 전압 제어 오실레이터 사용
이것 역시 50hz를 만들기는… 거시기함.
○ 마이크로 컨트롤러 사용
DAC와 간단한 공식으로 논리적으로 완벽한 싸인파를 만들 수 있다. 외부 Clock IC, DDS 칩 등 다양한 것을 붙일 수 있다. 그게 아니라해도, 동작용 클럭(크리스털, VCO)이 따로 있으므로 주기가 정확하다. 더하여, 외부 가변 저항으로 48hz, 29hz, 50hz, 51hz, 52hz… 사실상의 피치(Pitch) 가변도 가능하고 FND로 현재 주파수를 보여줄 수도 있으며… 한껏 상상의 나래를 펼칠 수 있다. 그러나 아날로그 DIYer에게는 한 줄 프로그래밍조차 큰 부담이니까 무효.
○ 전문적인 Clock IC 사용
시장에 다양한 형상과 유형의 클럭(펄스)을 생성하는 전문 IC 소자가 많다. 모두 과하다 싶을 만큼 ‘고정밀’을 외치고 있으며…
다 좋은데, 표준형 만능기판에, 최소한의 부속 소자를 붙이고 대충 땜해서 끝내야 한다는 대전제를 충족하는 제품을 찾기가 어렵다. 대체로 모던한 전자기기용이라서 크기나 너무 작거나 뭔가 복잡하거나 마이크로 컨트롤러 접목 등 디지털 제어가 필요하거나…
○ 크리스털 소자와 분주 IC의 조합
세상에 DC에서 50hz 맥동을 만들어내는 좋은 솔루션이 많이 있지만, 아날로그 DIYer에게 부담스러운 게 절대다수. 그러므로…
이하는, 다해서 몇천 원어치 3.2768Mhz 크리스털 소자와 DIP 타입이라 표준형 만능기판에 꽂고 땜하기도 좋은 2종 구형 분주(分周) IC를 조합한 사례.
(▲ A1, A2 OP.AMP는 승압 트랜스포머를 구동하는 트랜지스터나 FET로 대체하면 그만이다. 그러므로 회로 삭제/수정점은 A와 B 이후. 참고로 A가 정위상이면 B는 역위상(=반전). 그래서 Q2 위에 실선이 그어져 있다. 클럭 분주는… 3.2768Mhz(= 3276800hz) ÷ 분주기(카운터) IC1의 1 나누기 2^14 분주 = 200hz. 200hz ÷ 플립-플롭 IC2의 1 나누기 2^2 분주 = 50.0hz. 출처 : https://www.electronicsforu.com/electronics-projects/crystal-based-50hz-generator)
○ 참고 : 그냥… 우리나라 60hz를 철석같이 믿고 가는 방법은?
60hz는 발전소 발전기 구조(=회전속도)에 의해서 정해진다. 그리고 송전-변전-배전의 흐름에서 그것이 변할 가능성은… 없음. 그렇다면 60hz를 기준 클럭으로 쓰면 되지 않을까? 그 60hz를 적당히 만지작거리고 즉시 50hz로 바꾸면?
아날로그적 관점에서 그런 ‘즉시 변환’은 불가능이다. 그런 게 있다면 애호가분들이 고민하지도 않았을 것. 예를 들어, 아래는 60hz 또는 50hz를 1hz로 바꾸는 회로. D1, D2 정류 후 반파를 일종의 기준 펄스로 보고 그것을 CD4017 분주 IC로 적당히 나누어 1hz를 출력하는데…
(출처 : https://www.instructables.com/Accurate-1-Hz-Frequency-From-AC-Mains/)
자, 1hz가 있으니까 50배 펄스를 생성하면 되겠다? 1hz → 2hz → 4hz → 8hz… 그런 식으로? 그렇게 Doubler 등으로 뭔가 덕지덕지 붙이는 것이라면, 복잡해지면 DIYer에게는 효용성이 없음. 실패! 5와 6, 홀수와 짝수, 차수도 맞지 않음.
○ 참고 : 너무 귀찮으니까 펑션 제너레이터를…
빈티지 펑션 제너레이터는 중고시장에서 몇만 원이면 살 수 있다. 알리익스프레스에는 초저가형 키트가 있고… 그런 것에 승압 트랜스와 종단 드라이빙 소자를 붙이기만 하면, 어떻게든 수십 W짜리 110V/50hz 공급 장치를 만들 수 있을 것. 함체가 없을 때는 치렁치렁… 불편하겠지만.
(▲ 직접 디지털 파형 합성기(DDS; Direct Digital Synthesis)라는 단어가 키 포인트. 이런 보드에는 크리스털 소자가 들어가 있어서 주파수 흔들림이 최소화된 사인파를 만들 수 있다)
○ 기타의 기기묘묘한 방법?
“둘러보면 아주 많이 있겄~쥬?”
이상의 기본 검토에 대하여,
1) 가장 합리적인 방안은 크리스털 소자와 분주 IC를 이용하는 것이라고 생각한다. 다음 글에서 간략화 버전을 만들어보기로 하고… 어떤 모습의 파형에, 어떤 주파수가 나올까?
2) 아? 그나저나 왜 이런 DIY를 아무도 하지 않았고 또 아무도 글로 등록하지 않았을까? 있는데 못 찾는 것인지? 잠시 생각해보면 묘한 처지에 놓인 50hz용 아이들러 방식 턴테이블이 전국에 100대쯤? 500대쯤? 절대적으로 대수가 작을 것이니 확률론적으로는 그럴 수밖에 없겠다. (표제부 사진 포함 출처 : https://www.canuckaudiomart.com/details/649471382-vintage-trio-kenwood-model-400-belt-idler-drive-turntable-thorens-td124-killer/images/2034595/)
* 관련 글 : 빈티지 턴테이블용 60hz To 50hz 교류전원 공급장치 만들기 (2), 회로 스케치 및 테스트 보드 제작
다음은 마음은 급하지만 만사가 귀찮을 때를 위한 알리익스프레스 표 대안. 플러그는 잘라버리고 12V/5A쯤 되는 어댑터를 연결하면 됨. 물론 그쪽도 플러그는 잘라버리고…
논리적으로는 아무 문제가 없다. 다만, 앰프 증폭도가 가장 높은 곳에 위치하는 턴테이블의 전원으로 무조건 합당한지에 대해서는… SMPS 노이즈 유입을 상상하니까 아무래도 갸우뚱. 일단, 심하게 싸구려 제품인지 아닌지를 신중하게 따져봐야겠다. 구매한다면 무조건 동일 용량 대비 비싼 것으로!
